壳聚糖是一种天然高分子多糖，具有良好的可生物降解性、无毒性和生物相容性。壳聚糖分子链上有丰富的氨基和羟基，可以和其他物质通过物理或化学交联改性形成凝胶。本研究利用壳聚糖这种性质，制备出一种具有优良稳定性的离子型凝胶，并用作污水处理中的重金属离子吸附剂。主要研究结果及结论如下： ⑴以有机钛(OT)为交联剂，用内源法制备了一系列壳聚糖(CTS)基复合凝胶，其机理为有机钛分子中的自由钛酸根离子与壳聚糖分子链上羟基发生交联反应。钛酸根离子需要摆脱有机配体的束缚才能与羟基发生交联，使得壳聚糖/有机钛体系的凝胶化过程体现出动力学特征，表现为延迟交联特性。 ⑵用动态粘弹仪对不同配比的复合凝胶进行了流变性能的测试，以储能模量G和损耗模量G”为参数，研究了凝胶过程中复合凝胶的动态粘弹行为，并运用Winter—Chambon理论准确界定了不同浓度体系溶胶—凝胶转变点。研究发现，25℃壳聚糖浓度为17.5 g·L-1，有机钛浓度为0.5％时，凝胶点出现在1751 s；增大壳聚糖和有机钛浓度，均会缩短溶胶—凝胶转变的时间，并增大凝胶网络的弹性。同时还研究了凝胶的剪切应变依赖性，结果发现：当有机钛浓度较低(小于1.5％)时，凝胶网络抗外力的性能较弱，储能模量基本没有线性应变的响应区，但增大有机钛的浓度可以使得储能模量明显增大，凝胶网络被破坏所需的应力也增大。 ⑶采用外源法制备了壳聚糖/有机钛凝胶球，用正交实验和单因素实验确定成球优化条件为：壳聚糖浓度为35 g·L-1，交联剂浓度最低为7％，常温下交联反应1h。SEM研究表明：采用有机钛交联剂可获得外形规整而表面带有皱褶和孔隙的凝胶球，粒径分布在1.0-1.2mm之间。热重分析结果表明凝胶球具有较好的热稳定性。溶胀实验表明凝胶球的溶胀性能依赖于缓冲溶液的pH值。总体上，壳聚糖/有机钛凝胶球具有较好的机械性能和抗酸碱能力，并易于存放、收集和使用。 ⑷以50 mg·L-1的金属离子溶液为吸附质，用静态法研究了壳聚糖凝胶球对三种重金属离子(Cd2+、Cu2+和Ni2+)的吸附性能，考察了吸附时间、温度、介质pH值以及制备所用有机钛浓度等因素对吸附效果的影响。结果表明吸附时间越长，去除效果越好，但是在4h后均可达到平衡。壳聚糖凝胶球对Cd2+的吸附去除效果最明显，最大去除率可达96％，对Cu2+和Ni2+去除效果一般，这种现象可能与金属离子的结构以及络合反应的形式有关，吸附过程是放热反应，吸附由表面孔隙扩散和金属螯合作用共同控制。